Способ определения геометрических параметров единичной площадки металлопокрытия при электроконтактной наплавке

Авторы патента:

B23K31/12 - относящиеся к исследованию свойств материалов, например свариваемости

B23K11/06 - с помощью роликовых электродов

Изобретение может быть использовано при определении режимов процесса электроконтактной наплавки. Производят наплавку проволоки на образец. Замеряют параметр деформации присадочной проволоки и рассчитывают геометрические параметры единичной площадки металлопокрытия. В качестве параметра деформации присадочной проволоки используют ее относительную осевую деформацию. Величину упомянутой деформации проволоки определяют с учетом замера ее суммарной абсолютной осевой деформации. Способ обеспечивает повышение точности определения размеров единичной площадки металлопокрытия. 3 ил.

Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей машин электроконтактной наплавкой проволокой и может быть использовано при определении режимов процесса.

Прототипом способа является способ определения геометрических параметров единичной площадки металлопокрытия при электроконтактной наплавке, при котором производят наплавку проволоки на образец, замеряют параметр деформации присадочной проволоки и рассчитывают геометрические параметры единичной площадки.

Недостаток известного способа - малая точность определения геометрических параметров единичной площадки - длины, ширины, высоты, объема.

В прототипе замеряемым параметром деформации является радиальная деформация присадочной проволоки, которая не определяется точно из-за наложения смежных валиков при наплавке по винтовой линии. Поэтому обычно на цилиндрический образец наплавляют единичный валик металлопокрытия. Однако в этом случае режим наплавки существенно отличается от действительного, не учитывается шунтирование сварочного тока через ранее наплавленные смежные валики. Картина деформации присадочной проволоки резко отличается от действительной. Отрицательно влияет на точность измерений и то, что осадка проволоки в радиальном направлении неодинаковая по формируемой площадке - больше в середине и меньше по краям.

Изобретение позволяет получить новый технический эффект - повысить точность определения геометрических размеров единичной площадки.

Этот технический эффект достигается тем, что замеряют суммарную абсолютную осевую деформацию присадочной проволоки, определяют по ней относительную осевую деформацию, а затем рассчитывают геометрические параметры единичной площадки.

На фиг. 1 показан процесс формирования единичных площадок металлопокрытия; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - график изменения скорости затягивания присадочной проволоки в зону формирования металлопокрытия.

Присадочная проволока 1 прижимается к цилиндрическому образцу 2 роликом 3 и при вращении образца 2 самозатягивается между ними. В результате термомеханического воздействия на проволоку 1 формируется сплошное металлопокрытие 4.

Сущность способа заключается в следующем. При наплавке присадочная проволока 1 периодически разогревается импульсами тока между роликом 3 и образцом 2 и осаживается роликом 3. За один цикл длительностью t_ц формируется единичная площадка металлопокрытия длиной l_ед, шириной S, равной шагу наплавки, и высотой, равной толщине

металлопокрытия 4. За время t наплавки формируется валик металлопокрытия 4 длиной l.

В моменты осадки проволоки 1 часть ее металла выдавливается в направлении, обратном направлению затягивания проволоки 1. Это приводит к тому, что скорость

проволоки 1 в моменты осадки уменьшается и средняя скорость

_cp оказывается значительно (на 20...50%) ниже, чем линейная скорость

₀ вращения детали. Площадь А_ед заштрихованной фигуры соответствует длине проволоки 1, затраченной на формирование единичной площадки металлопокрытия 4 длиной l_ед.

Введем обозначения: l₀ - длина проволоки 1, затраченной на формирование валика металлопокрытия 4 длиной l;

l=l-l₀ - суммарная осевая абсолютная деформация присадочной проволоки 1;

l/l₀ - относительная осевая деформация проволоки 1; t₀ = l₀/

₀ - время формирования валика металлопокрытия 4 длиной l₀; d - диаметр проволоки 1.

Время наплавки валика металлопокрытия 4 длиной l больше, чем l₀, на величину

t =

₀ =

l₀/

₀. Средняя скорость затягивания проволоки 1 в зону формирования соединения равна

_cp = l₀/(t₀+

t) =

₀/(1+

). За один цикл наплавки продолжительностью t_ц расходуется присадочная проволока 1 объемом (объем единичной площадки металлопокрытия 4)

За время t = l/

₀ формируется n=t/t_ц штук единичных площадок металлопокрытия 4, длины которых с учетом перекрытия сварных точек по длине валика равны l_eд = l/n =

₀

t_ц. Средняя высота единичных площадок (толщина металлопокрытия 4) при наплавке с шагом S равна

Пример осуществления способа.

Направляют цилиндрический образец диаметром D=50 мм из стали 45 ГОСТ 1050-88 пружинной проволокой II класса ГОСТ 9389-75 диаметром d=1,8 мм на следующем режиме: действующее значение тока наплавки I=7,2 кА, окружная скорость вращения детали

₀ = 20 мм/c, шаг наплавки S=3 мм/об, усилие на ролике F=1,3 нК. Продолжительность импульсов тока t_u и пауз между ними t_п составляла соответственно 0,04 с и 0,08 с и регулировалась тиристорным прерывателем, работающим на промышленной частоте. Исходная длина присадочной проволоки l₀₌500 мм.

Замеряется длина наплавленного валика l=680 мм и определяется суммарная абсолютная осевая деформация присадочной проволоки

l=680-500=180 мм.

Определяется относительная осевая деформация

=180/500=0,36.

Объем единичной площадки металлопокрытия

Длина единичной площадки металлопокрытия равна
l_ед=20

0,12=2,4 мм
Средняя высота единичных площадок

Таким образом, за один цикл наплавки формируется единичная площадка металлопокрытия объемом V=4,49 мм³ и размерами l_ед=2,4 мм, S=3 мм,

=0,624 мм.

Формула изобретения

Способ определения геометрических параметров единичной площадки металлопокрытия при электроконтактной наплавке, при котором производят наплавку проволоки на образец, замеряют параметр деформации присадочной проволоки и рассчитывают геометрические параметры единичной площадки, отличающийся тем, что замеряют суммарную абсолютную осевую деформации присадочной проволоки, определяют по ней относительную осевую деформацию, а затем рассчитывают геометрические параметры единичной площадки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Способ получения искусственного дефекта в сварном соединении (варианты) // 2157305

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам получения искусственного дефекта в сварном соединении для исследования механических свойств различных металлов и сплавов, и может быть использовано при исследовании влияния наличия пор и шлаковых включений на свойства сварных соединений

Способ петрова оценки свойств сварочных флюсов // 2142868

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к методам определения свойств флюсов на основе данных изменения их вязкости от температуры, и может найти применение при выборе сварочных материалов для сварки под флюсом

Способ оценки эффективности режима операции по снятию остаточных напряжений в сварном изделии // 2137578

Способ определения направления движения жидкого металла в сварочной ванне // 2093330

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при исследовании процессов перемешивания жидкого металла в сварочной ванне большого или небольшого объема

Способ определения склонности к холодным трещинам // 2065347

Изобретение относится к области сварки, а именно, к способам оценки склонности к холодным трещинам сварных соединений, обусловленной водородными явлениями

Способ оценки стабильности горения сварочной дуги // 2063316

Способ оценки сопротивляемости сплавов образованию горячих трещин при сварке // 2016727

Изобретение относится к сварке, в частности к способам оценки технологической прочности сплавов при сварке

Способ определения напряжений в изделиях // 1830798

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для определения остаточных напряжений в изделиях из высокопрочных металлов в авиационной промышленности и в различных отраслях машиностроения

Установка для оценки склонности металлов к образованию холодных трещин при сварке // 1824276

Способ электроконтактной наплавки поверхностей деталей // 2200650

Способ пуска или переналадки машины для сварки обечаек, модульный магазин и машина для осуществления способа // 2196669

Способ роликовой электросварки обечаек резервуаров и устройство для его осуществления // 2194599

Изобретение относится к контактной стыковой сварке, в частности к способу и устройству роликовой электросварки обечаек резервуаров, и может найти применение при изготовлении обечаек из жести, консервных банок и других изделий

Роликовая головка для контактной сварки // 2184640

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к сварочным роликовым головкам, используемым в машинах при сварке трубчатых проволочных каркасов металлопластовых труб, сетчатых фильтров и т.д

Способ и устройство для создания сварочного давления в машине для роликовой сварки // 2183538

Машина для контактной роликовой сварки // 2179100

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности, для контактной роликовой сварки деталей широкого типоразмера - от мелких до крупногабаритных

Способ электроконтактной сварки листового материала и устройство для его осуществления // 2162396

Способ шовной контактной сварки и держатель дискового электрода на машине для шовной контактной сварки // 2152292

Изобретение относится к области сварки и может найти применение при изготовлении консервных банок

Способ электроконтактной наплавки // 2122928

Способ сварки полых цилиндрических заготовок и устройство для его осуществления // 2122485

Изобретение относится к способу сварки полых цилиндрических заготовок, в частности, обечаек сосудов, при котором обечайки до подхода к месту сварки проходят через направляющий инструмент, содержащий несколько роликов

Способ изготовления металлических сотовых конструкций // 2247637

Изобретение относится к способам изготовления металлических сотовых конструкций, состоящих из обшивок и сотового заполнителя в виде гофрированных лент с бортами